(57)【要約】【課題】高い曲げ強度と、高い透水性と、乾燥繰り返しに対する耐久性とに優れたポーラスコンクリートを、コンクリート混練時の混練水量の変動に拘りなく安定して製造可能なポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上で、透水性が大きく（透水係数０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上）、かつ乾湿繰り返しに対する耐久性に優れたポーラスコンクリートの硬化体を、製造時に骨材の表面などの変動で混練水量が変動しても安定して構築できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材、有機繊維、減水剤、消泡剤および水を含む流動性を有したポーラスコンクリート用結合材において、
塑性粘度１．０〜１０Ｐａ・ｓ、降伏値が２０〜１００Ｐａで、
前記ポーラスコンクリート用結合材に粗骨材を添加して混練後、養生して得られたポーラスコンクリートは、空隙率が１５％以上、圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上で、かつ透水係数が０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上となるポーラスコンクリート用結合材。
【請求項２】
前記有機繊維は、直径が０．０１〜０．１ｍｍ、長さが５〜２０ｍｍ、引張強度が１０００ＭＰａ以上であるビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、炭素繊維、アラミド繊維のうち、少なくとも１種で、
前記有機繊維の添加量は、前記ポーラスコンクリート用結合材に対して、０．１〜１．０容量％である請求項１に記載のポーラスコンクリート用結合材。
【請求項３】
前記消泡剤の添加量は、セメント１００重量部に対して０．０１〜０．１重量部である請求項１または請求項２に記載のポーラスコンクリート用結合材。
【請求項４】
有機ポリマーを、セメント１００重量部に対して０．５〜３重量部含んだ請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材。
【請求項５】
増粘剤を、セメント１００重量部に対して０．０２〜０．１重量部含んだ請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材。
【請求項６】
収縮低減剤を、セメント１００重量部に対して０．５〜５重量部含んだ請求項１〜請求項５のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうち、何れか１項のポーラスコンクリート用結合材と粗骨材とを混練し、その後、養生するポーラスコンクリートの製造方法において、
前記ポーラスコンクリート用結合材の使用量は、最大粒径が５〜１３ｍｍの粗骨材に対して３０〜６０容量％であるポーラスコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法、詳しくは高い曲げ強度と、高い透水性と、乾湿繰り返しに対する耐久性とに優れたポーラスコンクリートを、コンクリート混練時の混練水量が変動しても、安定して得られるポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの一種として、ポーラスコンクリートが開発されている。これは、粗骨材の表面をペースト状またはモルタル状のポーラスコンクリート用結合材により被覆し、粗骨材同士を結合させてポーラス構造としたコンクリートである。
ポーラスコンクリートは多孔質である。そのため、透水性および吸音性に優れている。よって、雨水などが浸透しやすく、騒音の低減効果も有していることから、車道の舗装材への適用が検討されている。
しかしながら、ポーラス構造のポーラスコンクリートは、普通コンクリートに比べて強度が劣る欠点を有している。
【０００３】
そこで、これを解消した従来技術として、高い曲げ強度と大きな透水係数を有したポーラスコンクリートに関する特許文献１および特許文献２が知られている。
特許文献１には、単繊維を含むペースト状またはモルタル状のポーラスコンクリート用結合材を使用し、５．０〜７．０Ｎ／ｍｍ２という高い曲げ強度と、０．３〜３．０ｃｍ／ｓｅｃの大きな透水係数とを有したポーラスコンクリートが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、セメント、ポゾラン質微分末、粒径が２ｍｍ以下の細骨材、減水剤および水に加えて、金属繊維およびまたは有機繊維、平均粒径が３〜２０μｍの石英粉、平均粒径が１ｍｍ以下の繊維状粒子または薄片状粒子を含み、５．０Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度で、透水係数が大きい透水性コンクリート舗装用の結合材が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−８７３７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１８１００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のポーラスコンクリートは、加圧振動成形により製造されるプレキャストブロック用である。そのため、現場で打設されるポーラスコンクリート、および、工場内で流し込みにより製造されるポーラスコンクリートの二次製品には適用することができなかった。
また、両特許文献１，２によれば、高い曲げ強度と大きな透水係数のポーラスコンクリートを製造することができる。ところが、使用する粗骨材の表面水などが変化して混練水量が変動し、ポーラスコンクリート用結合材が軟らかくなったり、硬くなったりしていた。これにより、均一な空隙構造のポーラスコンクリートを安定して製造することは難しく、実用的な価値は低かった。
【０００６】
例えば、ポーラスコンクリート用結合材が軟らかければ、粗骨材からこの結合材が垂れてしまい、粗骨材間の空隙を埋めてしまうおそれがある。その結果、空隙率が目標値より小さくなり、透水係数も低下していた。一方、ポーラスコンクリート用の結合材が硬い場合には、粗骨材が結合材で均一に被覆されず、粗骨材同士の結合力が弱まり、曲げ強度が低下するおそれがあった。
【０００７】
ところで、ポーラスコンクリートは、例えばこれを舗装材に用いたとき、乾湿の繰り返し作用を受け、劣化が進行する場合がある。これには、ペースト状またはモルタル状を有したポーラスコンクリート用結合材の高い乾燥収縮性が影響しているものと考えられている。これに対して、両特許文献１，２では、その劣化の進行を抑えることはできなかった。
【０００８】
そこで、この発明者らは、鋭意研究の結果、粗骨材を被覆して隣り合う粗骨材同士を結合するポーラスコンクリート用結合材として特定の材料を思想し、またこの使用される結合材の流動性を特定の範囲に調整すればよいことを知見し、この発明を開発した。
【０００９】
この発明は、高い曲げ強度と、高い透水性と、乾湿繰り返しに対する耐久性とに優れたポーラスコンクリートを、コンクリート混練時の混練水量の変動に拘りなく安定して製造することができるポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材、有機繊維、減水剤、消泡剤および水を含む流動性を有したポーラスコンクリート用結合材において、塑性粘度１．０〜１０Ｐａ・ｓ、降伏値が２０〜１００Ｐａで、前記ポーラスコンクリート用結合材に粗骨材を添加して混練後、養生して得られたポーラスコンクリートは、空隙率が１５％以上、圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上で、かつ透水係数が０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上となるポーラスコンクリート用結合材である。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ポーラスコンクリート用結合材として、塑性粘度１．０〜１０Ｐａ・ｓ、降伏値が２０〜１００Ｐａであり、かつ得られたポーラスコンクリートが、空隙率１５％以上、圧縮強度２５Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度４．５Ｎ／ｍｍ２以上で、かつ透水係数０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上となるものを採用したので、高い曲げ強度と、高い透水性と、乾湿繰り返しに対する耐久性とに優れたポーラスコンクリートを、コンクリート混練時の混練水量の変動に拘りなく安定して製造することができる。
【００１２】
セメントとしては、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどの各種のポルトランドセメントが挙げられる。また、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメントでもよい。
ポゾラン質微分末は、ポーラスコンクリートの高強度化に不可欠な材料である。また、混練水量の変動に対しても、ポーラスコンクリートを均一な空隙構造とするために不可欠な材料である。ポゾラン質微分末のポゾラン反応によってポーラスコンクリート用結合材（以下、結合材）が緻密化され、ポーラスコンクリートの強度が高まる。また、ポゾラン質微分末は微粉材料であるため、結合材の粘性を高める作用を有している。
ポゾラン質微分末としては、シリカフューム、高炉スラグ微分末、フラアッシュなどが挙げられる。
【００１３】
ポゾラン質微分末（例えばシリカフューム）の平均粒径は、粉砕の必要がない１μｍ以下である。ポゾラン質微分末の平均粒径が１μｍを超えると、結合材に所定の流動性や粘性が得られず、また強度も低下する。
ポゾラン質微分末の添加量（使用量）は、セメント１００重量部に対して１〜１０重量部である。１重量部未満では、結合材に対して適正な流動性が得られず、ポーラスコンクリートの強度も低下する。しかも、結合材の粘性が低下するので、コンクリート混練時の混練性が、混練水量の変動を大きく受ける。よって、ポーラスコンクリートの安定した成形性が得られ難い。また、ポゾラン質微分末の添加量が１０重量部を超えると、結合材の粘性が高まり、粗骨材の周りに均一な結合材の膜が形成されず、ポーラスコンクリートの強度が低下する。
【００１４】
細骨材は、結合材の粗骨材からの垂れを防ぎ、結合材の乾燥収縮を抑制するためには不可欠な材料である。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、珪砂およびこれらの混合物を採用することができる。細骨材の粒径は５．０ｍｍ以下である。細骨材の好ましい粒径は２．５ｍｍ以下である。この範囲であれば、結合材と粗骨材の付着力が高まり、ポーラスコンクリートの強度が増進する。
【００１５】
細骨材の添加量は、セメント１００重量部に対して、２０〜１００重量部である。２０重量部未満では、結合材の性状がペーストに近づき、結合材が粗骨材の表面から垂れやすい。その結果、粗骨材同士の空隙を閉塞してしまう。これにより、ポーラスコンクリートの空隙率が小さくなって所要の透水係数が得られない。また、１００重量部を超えると、結合材の流動性、粗骨材との付着力が低下し、ポーラスコンクリートの強度が低下する。
細骨材の好ましい添加量は３０〜６０重量部である。この範囲であれば結合材の流動性、粘性、粗骨材との付着力および強度増進のバランスに優れる。
【００１６】
有機繊維（有機質の繊維）は、ポーラスコンクリートの欠点である曲げ強度の改善に不可欠な材料である。有機繊維の添加により、結合材を粗骨材から垂れにくくすることができる。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ガラス繊維、ポリプロピレン繊維、炭素繊維、アラミド繊維などを採用することができる。有機繊維の繊維サイズは限定されない。例えば、直径０．０１〜０．１ｍｍ、長さ５〜２０ｍｍである。また、有機繊維の引張強度は、例えば１０００ＭＰａ以上である。有機繊維の結合材に対する添加量は、例えば結合材の全容量に対して（容量換算で）、０．１〜１．０容量％である。
【００１７】
また、ポーラスコンクリートの強度改善には、結合材の高強度化が有効である。そのための手段としては、減水剤を使用して水結合材比を低下させることが行われている。減水剤としては、リグニン系、ナフタレン系、メラミン系、ポリカルボン酸系などの減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。このうち、減水率が大きい高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤が好ましい。
減水剤の使用量は、固形分でセメント１００重量部に対して０．１〜１．０重量部である。０．１重量部未満では減水効果が得られず、ポーラスコンクリートの強度を高めることができない。また、１．０重量部を超えても減水効果に変化がない。しかも、セメントの凝結が遅れて生産性が低下し、コスト高も招いてしまう。
【００１８】
ポーラスコンクリートの混練中、結合材に多量の空気が連行されると、ポーラスコンクリートの強度が低下するおそれがある。これを解決する手段として、消泡剤の添加は有効である。
消泡剤としては、アルコール系、ポリオール系、脂肪酸エステル系、酸化エチレン−酸化プロピレン系、ジブチルフタノール系などが挙げられる。このうちの１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
消泡剤の添加量は、例えばセメント１００重量部に対して、０．０１〜０．１重量部である。
【００１９】
このポーラスコンクリート用結合材は、ビンガム流体に近似される。この場合の結合材の流動性は、塑性粘度と降伏値で評価される。結合材を粗骨材の周りに均一な膜厚で被覆し、かつポーラスコンクリートの成形時の振動などでも粗骨材の表面から垂れにくくするには、特定の範囲の流動性（塑性粘度、降伏値）が存在し、結合材の塑性粘度を１．０〜１０Ｐａ・ｓ、降伏値を１０〜１００Ｐａとする。
【００２０】
塑性粘度が１．０Ｐａ・ｓ未満では、結合材が粗骨材を均一に被覆できず、垂れやすく、空隙を充填してしまう。また、塑性粘度が１０Ｐａ・ｓを超えると、結合材の粘性が高くなり、粗骨材の周りに結合材が均一に被覆されず、ポーラスコンクリートの強度が低下する。結合材の好ましい塑性粘度は２．０〜６．０Ｐａ・ｓである。この範囲であれば、混練時の混練水量の変動に拘わらず、安定してポーラスコンクリートを製造することができるというさらに好適な効果が得られる。
【００２１】
結合材の降伏値が１０Ｐａ未満では、結合材が軟らかくなり、結合材が粗骨材から垂れやすい。これにより、結合材の分布が不均一となり、ポーラスコンクリートの強度が高まらない。また、降伏値が１００Ｐａを超えると、結合材が硬くなり、粗骨材の周りに均一に被覆されず、この場合もポーラスコンクリートの強度が高まらない。
結合材の好ましい降伏値は、２０〜８０Ｐａである。この範囲であれば、混練時の混練水量の変動に拘わらず、安定してポーラスコンクリートを製造することができるというさらに好適な効果が得られる。
【００２２】
ポーラスコンクリートの空隙率が１５％未満では、透水係数が低下し、舗装用とした場合、透水性に劣るという不都合が生じる。ポーラスコンクリートの好ましい空隙率は１５％以上である。この範囲であれば、透水性に優れるというさらに好適な効果が得られる。
【００２３】
ポーラスコンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ２未満では、舗装構造体としての使用が難しく、また曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上得られない。
【００２４】
ポーラスコンクリートの曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２未満では、舗装（車道）用材として適用することができない。
【００２５】
ポーラスコンクリートの透水係数が０．１ｃｍ／ｓｅｃ未満では、透水による雨水の排水能力が劣る。ポーラスコンクリートの好ましい透水係数は０．２ｃｍ／ｓｅｃ以上である。この範囲であれば、標準的な降雨量の範囲内でも十分な排水能力を呈するというさらに好適な効果が得られる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、前記有機繊維は、直径が０．０１〜０．１ｍｍ、長さが５〜２０ｍｍ、引張強度が１０００ＭＰａ以上であるビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、炭素繊維、アラミド繊維のうち、少なくとも１種で、前記有機繊維の添加量は、前記ポーラスコンクリート用結合材に対して０．１〜１．０容量％である請求項１に記載のポーラスコンクリート用結合材である。
【００２７】
有機繊維の素材は、ビニロン繊維でもよいし、ガラス繊維でもよい。また、ポリプロピレン繊維でもよいし、炭素繊維でもよいし、さらにはアラミド繊維でもよい。このうち、低コストで取り扱いが容易という理由により、ビニロン繊維が好ましい。
有機繊維の直径が０．０１ｍｍ未満では流動性が低下したり、繊維自身の強度不足から補強効果が得られない。また、０．１ｍｍを超えると繊維の本数が少なくなり、十分な補強効果、強度増進効果が得られない。有機繊維の好ましい直径は０．０２〜０．０６ｍｍである。この範囲であれば流動性に悪影響を及ぼさず、十分な補強効果が得られるというさらに好適な効果が得られる。
【００２８】
有機繊維の長さが５ｍｍ未満では、曲げ強度の増進効果が得られない。また、２０ｍｍを超えると、ファイバーボールが生じやすくなり、曲げ強度が低下する。有機繊維の好ましい長さは１０〜１５ｍｍである。この範囲であれば、練り混ぜ時にファイバーボールが生じることなく、均一に練り混ぜることができ、かつ高い曲げ強度を得ることができるというさらに好適な効果が得られる。
【００２９】
有機繊維の引張強度が１０００ＭＰａ未満では、補強効果が十分でなく、４．５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度が得られない。有機繊維の好ましい引張強度は１５００ＭＰａである。この範囲であれば、より大きな補強効果が得られ、４．５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度が得られるというさらに好適な効果が得られる。
【００３０】
有機繊維の添加量が、結合材に対して０．１容量％未満では、ポーラスコンクリートの強度を高めることができない。また、１．０容量％を超えると、有機繊維が粗骨材同士の結合を阻害し、ポーラスコンクリートの強度が低下するとともに、コスト高も招く。有機繊維の好ましい添加量は、結合材に対して０．３〜０．６容量％である。この範囲であれば、結合材の流動性を低下させることなく、硬化体として高い曲げ強度が得られるというさらに良好な効果が得られる。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、前記消泡剤の添加量は、セメント１００重量部に対して０．０１〜０．１重量部である請求項１または請求項２に記載のポーラスコンクリート用結合材である。
【００３２】
消泡剤の添加量が０．０１重量部未満では、消泡効果が得られず、ポーラスコンクリートの強度を高めることはできない。また、０．１重量部を超えると、コスト高を招くだけでなく、ポーラスコンクリートの強度も低下する。消泡剤の好ましい添加量は０．０３〜０．０６重量部である。この範囲であれば、結合材の流動性に影響を及ぼすことなく、硬化体としても高い曲げ強度が得られるというさらに良好な効果が得られる。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、有機ポリマーを、セメント１００重量部に対して０．５〜３重量部含んだ請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材である。
【００３４】
ポーラスコンクリートの高強度化には、結合材と粗骨材との付着を有機ポリマーの添加により改善する方法が有効である。有機ポリマーを添加することで、粗骨材の表面にポリマーフィルムが形成され、結合材と粗骨材との結合がより強固になる。すなわち、セメント水和物相とポリマーフィルム相とが相互に入り込むことで、ｃｏｍａｔｒｉｘ相が形成され、結合材と粗骨材との結合が強固になる。また、結合材の粘性が増加するので、粗骨材の表面から結合材が垂れにくい。
【００３５】
有機ポリマーとしては、合成ゴムラテックス、熱可塑性樹脂エマルジョン、熱硬化性樹脂エマルジョン、再乳化形粉末樹脂、水溶性ポリマーなどが使用される。合成ゴムラテックスとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを採用することができる。熱可塑性樹脂エマルジョンとしては、ポリアクリル酸エステル（ＰＡＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡＣ）などが挙げられる。熱硬化性樹脂エマルジョンとしては、エポキシ樹脂などが挙げられる。再乳化形粉末樹脂には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、酢酸ビニルビニルバーサテート（ＶＡＶｅｏＶａ）、ポリアクリル酸エステル（ＰＡＥ）などを採用することができる。これらは単独でも用いてもよいし、２種以上を混合してもよい。
【００３６】
有機ポリマーの使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分で０．５〜３重量部である。０．５重量部未満では、結合材の付着強度改善硬化が得られず、ポーラスコンクリートの強度が低い。また、３重量部を超えると、結合材の粘性が高まり、粗骨材の表面（周面）に均一に結合材を被覆することができず、強度が低下する。さらに、コスト高も招く。誘起ポリマーの好ましい添加量は０．８〜２重量部である。この範囲であれば、結合材の流動性に影響を及ぼすことなく、粗骨材周りに結合材の均一な膜を形成することができるとともに、硬化体として高い曲げ強度が得られるというさらに良好な効果が得られる。
【００３７】
請求項５に記載の発明は、増粘剤を、セメント１００重量部に対して０．０２〜０．１重量部含んだ請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材である。
【００３８】
混練水量が変動した場合、結合材の流動性の変動を小さく抑えるために増粘剤の添加が有効である。増粘剤としては、セルロース系水溶性高分子、アクリル系水溶性高分子、バイオポリマー、ブリコール系水溶性高分子などを採用することができる。これらは、単独でも２種類以上混合して使用してもよい。
増粘剤の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０２〜０．１重量部である。０．０１重量部未満では増粘効果が得られない。そのため、混練水量の変動に対する結合材の流動性の変動の抑制効果が得られない。また、０．１重量部を超えると、結合材の粘性が高くなり過ぎて、粗骨材の表面に均一に結合材を被覆することができない。これにより、ポーラスコンクリートの強度が低下する。
【００３９】
請求項６に記載の発明は、収縮低減剤を、セメント１００重量部に対して０．５〜５重量部含んだ請求項１〜請求項５のうち、何れか１項に記載のポーラスコンクリート用結合材である。
【００４０】
ポーラスコンクリートの乾湿繰り返し抵抗性を改善するには、結合材の収縮性状を小さくすることが有効である。また、乾湿繰り返し抵抗性の改善には、水結合材比を小さくすることも考えられる。しかしながら、収縮低減剤の添加の方が効果的である。
収縮低減剤としては、アルコール系、ポリエーテル系、グリコールエーテル誘導体、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどを採用することができる。これらは、単独で使用してもよいし、２種類以上混合してもよい。
収縮低減剤の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．５〜５重量部である。０．５重量部未満では、収縮低減の効果が得られず、乾湿繰り返し作用に対する抵抗性が小さい。また、５重量部を超えると、ポーラスコンクリートの強度が低下する。
【００４１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうち、何れか１項のポーラスコンクリート用結合材と粗骨材とを混練し、その後、養生するポーラスコンクリートの製造方法において、前記ポーラスコンクリート用結合材の使用量は、最大粒径が５〜１３ｍｍの粗骨材に対して３０〜６０容量％であるポーラスコンクリートの製造方法である。
【００４２】
使用されるポーラスコンクリート用結合材としては、請求項１の結合材でもよいし、請求項２の結合材でもよい。また、請求項３の結合材でもよいし、請求項４の結合材でもよい。さらには、請求項５の結合材でもよいし、請求項６の結合材でもよい。
粗骨材の最大粒径が１３ｍｍを超えると、強度が低下する。粗骨材の好ましい最大粒径は、１０〜１３ｍｍである。この範囲であれば、十分な透水性が得られるとともに、高い曲げ強度が得られるというさらに好適な効果が得られる。
【００４３】
結合材の添加量が、最大粒径５〜１３ｍｍの粗骨材の全容量に対して（容量換算で）３０容量％未満では、粗骨材への被覆厚さが小さく、粗骨材を強固に接着することができず、ポーラスコンクリートを高強度化することができない。また、６０容量％を超えると、ポーラスコンクリートを高強度化することはできるが、ポーラスコンクリートの空隙率が低下し、透水係数が小さくなる。
結合材の好ましい添加量は４０〜５０容量％である。この範囲であれば、粗骨材周りに結合材による均一な膜厚を形成することができ、曲げ強度が高まるとともに、透水性にも優れるというさらに好適な効果が得られる。
【発明の効果】
【００４４】
この発明のポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法によれば、曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上で、透水性が大きく（透水係数０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上）、かつ乾湿繰り返しに対する耐久性に優れたポーラスコンクリートの硬化体を、製造時に骨材の表面などの変動で混練水量が変動しても安定して構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００４６】
１．使用材料
１）セメント：普通ポルトランドセメント（宇部三菱セメント社製）
２）ポゾラン質微分末：シリカフューム（エルケム社製の９４０Ｕ）
３）細骨材：君津産山砂（粒径２．５ｍｍ以下）
４）粗骨材：６号砕石（両神産、粒度５〜１３ｍｍ（最大粒径１３ｍｍ））
５）有機繊維：ビニロン繊維（クラレ社製のバワロン、直径０．０４ｍｍ、長さ１２ｍｍ、引張強度１６００ＭＰａ）
６）減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤（花王社製のマイテイ２１Ｐ（粉末状））
７）消泡剤：粉末型抑泡・脱泡剤（サンノブコ社製のＳＮデフォーマー１４ＨＰ）
８）有機ポリマー：再乳化型粉末樹脂（クラリアントポリマー社製のＤＭ２０７２Ｐ）
９）増粘剤：セルロース系増粘剤（信越化学社製のメチルセルロース）
１０）収縮低減剤：グリコールエーテル系収縮低減剤（フローリック社製のヒビガード）
【００４７】
２．試験項目および試験方法
(1) モルタルフロー（１５打フロー）
ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験」のフロー試験による。
(2) モルタルフロー（０打フロー）
Ｎｅｗ  ＲＣ総プロ「高強度コンクリート用セメントの品質基準（案）」による。
(3) モルタルのレオロジー（塑性粘度、降伏値）
回転粘度計にる。外円筒と内円筒の間にモルタルを充填し、変形に対する抵抗力（応力）を測定し、せん断応力−せん断ひずみ速度の関係を調べ、塑性粘度および降伏値を求める。
(4) ポーラスコンクリートの空隙率
（社）日本コンクリート工学協会「ポーラスコンクリートの設計・施工法の確立に関する研究委員会」報告書（２００３．５）の「ポーラスコンクリートの空隙率試験方法（案）」による。
(5) ポーラスコンクリートの圧縮強度
供試体の作製は、（社）日本コンクリート工学協会「ポーラスコンクリートの設計・施工法の確立に関する研究委員会」報告書（２００３．５）の「ポーラスコンクリートの供試体の作り方（案）」により、圧縮強度試験はＪＩＳ  Ａ  １１０８による。
(6) ポーラスコンクリートの曲げ強度
供試体の作製は、（社）日本コンクリート工学協会「ポーラスコンクリートの設計・施工法の確立に関する研究委員会」報告書（２００３．５）の「ポーラスコンクリートの供試体の作り方（案）」により、曲げ強度試験はＪＩＳ  Ａ  １１０６による。
(7) 透水係数
供試体の作製は、（社）日本コンクリート工学協会「ポーラスコンクリートの設計・施工法の確立に関する研究委員会」報告書（２００３．５）の「ポーラスコンクリートの供試体の作り方（案）」に拠る。
(8) 乾湿繰り返し試験
供試体の作製は、（社）日本コンクリート工学協会「ポーラスコンクリートの設計・施工法の確立に関する研究委員会」報告書（２００３．５）の「ポーラスコンクリートの供試体の作り方（案）」により、乾湿繰り返し試験は、同報告書「ポーラスコンクリートの乾湿繰り返し試験方法（案）」による。
【００４８】
〔試験例１〜３、比較例１〜８〕
表１に示す配合割合の結合材をホバートミキサに投入し、２分３０秒間、１４０ｒｐｍで練り混ぜた。その後、直ちにフロー試験およびレオロジーの測定を行った。次に、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、これらを二軸強制ミキサに投入して２分３０秒間、６０ｒｐｍで練り混ぜた。得られた試料コンクリートから、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。具体的には、型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。次いで翌日には脱型し、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表２に示す。なお、表２中の空隙率の欄の「全」とは全空気率のことで、コンクリート全体の体積に占める全空隙（連続空隙と独立空隙との和）の割合である。また、空隙率の欄の「連続」とは、コンクリート全体の体積に占める連続空隙の割合である。
【００４９】
【表１】
2006083046.tif 000002
【００５０】
【表２】
2006083046.tif 000003
【００５１】
〔試験例４、比較例９，１０〕
表３に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。具体的には、型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表４に示す。
【００５２】
【表３】
2006083046.tif 000004
【００５３】
【表４】
2006083046.tif 000005
【００５４】
〔試験例５、比較例１１，１２〕
表５に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表６に示す。
【００５５】
【表５】
2006083046.tif 000006
【００５６】
【表６】
2006083046.tif 000007
【００５７】
〔試験例６、比較例１３，１４〕
表７に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表８に示す。
【００５８】
【表７】
2006083046.tif 000008
【００５９】
【表８】
2006083046.tif 000009
【００６０】
〔試験例７，８、比較例１５〜１７〕
表９に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより6０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表１０に示す。
【００６１】
【表９】
2006083046.tif 000010
【００６２】
【表１０】
2006083046.tif 000011
【００６３】
〔試験例１０、比較例１８，１９〕
表９に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表１０に示す。
乾湿繰り返し試験は、材齢２８日より開始し、乾湿状態（乾燥機４０℃）と湿潤状態（水中２０℃）の繰り返しとし、２サイクル／週として５０サイクル実施した。試験後、曲げ強度試験を行った。各種の試験結果を表１２に示す。
【００６４】
【表１１】
2006083046.tif 000012
【００６５】
【表１２】
2006083046.tif 000013
【００６６】
〔試験例１１、比較例２０，２１〕
表１３に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表１４に示す。
【００６７】
【表１３】
2006083046.tif 000014
【００６８】
【表１４】
2006083046.tif 000015
【００６９】
〔試験例１２，１３、比較例２２〜２７〕
表１５に示す配合割合の結合材と粗骨材とを、結合材：粗骨材＝０．４５：１（容積比）となるように計量し、二軸強制ミキサにより６０ｒｐｍで２分３０秒間混練した。排出後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの供試体（曲げ強度試験用）、φ１０ｃｍ×２０ｃｍ供試体（空隙率、圧縮強度試験用）および１０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ８ｃｍ供試体（透水試験用）を作製した。型枠内に２層に試料コンクリートを詰め、各層を突き棒で突き固めた後、ハンドバイブレータにより転圧して仕上げた。翌日脱型し、その後、材齢２８日まで水中養生を行った。各種の試験結果を表１６に示す。
【００７０】
【表１５】
2006083046.tif 000016
【００７１】
【表１６】
2006083046.tif 000017
【００７２】
以上の試験例１〜１３、比較例１〜２７から明らかなように、この発明のポーラスコンクリート用結合材およびポーラスコンクリートの製造方法によれば、高い曲げ強度と、高い透水性と、乾湿繰り返しに対する耐久性とに優れたポーラスコンクリートを、コンクリート混練時の混練水量の変動に拘りなく安定して製造することができた。